藍牙、WiFi與ZigBee三種,這三種無線傳輸技術,誰能一統天下

2020-12-20 51CTO

 

智能產品種類越來越多,運用在智能家居上的技術也越來越成熟。然而在無線通信協議上卻一直無法做到統一,從目前的情況來看,短期內是無法實現這一願望的了。既然如此,我們何不另闢蹊徑,在這些標準中,選擇優勢最大,呼聲最高的加以重用呢?

在當下的物聯網應用中,無線傳輸技術可謂眾多,但細數下來,應用範圍最廣且最具潛力的無非是藍牙、Wifi與ZigBee三種,那麼這三種無線傳輸技術誰能一統天下呢?

Wifi

通過WiFi連接,手機與智能設備通過WiFi實現遠程遙控,無論在世界的哪個角落,只要有3G/4G或WiFi網絡都可以控制家裡的電器、插座、燈泡等智能產品。

Wi-Fi行業長久以來一直致力於讓Wi-Fi技術成為物聯網領域內的首選無線傳輸選項,總的來說,WiFi將在物聯網最後的成功中發揮重要的作用。只是物聯網設備的WiFi連接,一個反覆出現的批評就是電量消耗和資源佔用的增多。但同時,Wifi能夠在智慧型手機上建立安全的設備間連接,讓用戶可以分享圖片。

在技術上,WIFI的主要優勢體現在傳輸速度與傳輸距離上,其最大傳輸距離可達300m,最大傳輸速度可達300Mbps,弱點則體現在功耗上,其最大功耗為50mA。另外一個,就是目前大家普遍關心的安全問題,WiFi加密方式為SSID,由於它是一個相對開放式的結構,用戶需特別注意家庭網關密碼。想一想智能家居裡面的產品要是靠Wi-Fi連接的,萬一哪天被黑了,還真是有點可怕呢。

藍牙

儘管在手機及電腦領域中,藍牙的應用並不普遍,幾乎都快被人遺忘,但其作用仍卻不可忽視。由1.0版本發展到當下最新的4.2版本,功能也越來越強大,其中4.2版本中,藍牙大大加強了物聯網應用特性,可實現IP聯接及網關設置等諸多新特性。

藍牙技術聯盟日前宣布,智能家居已經成為藍牙增長最快的領域。近幾年來,藍牙在智能家居領域年複合增長率超過232%。藍牙技術聯盟也將智能家居市場列為2015年主攻的方向。

由於技術規格的限制,藍牙在智能家居應用中也面臨著信號容易被牆壁阻擋等問題。藍牙技術聯盟已經成立了智能Mesh研究小組。從在去年10月份開始,已經有幾個公司通過Mesh技術進行藍牙的連接與組網。在多個藍牙設備組網之後,藍牙信號偏弱的問題會得到明顯的改善。相信在2016年,藍牙相信會比Wi-Fi變得更加主流,同時傳輸速度更快、網絡覆蓋範圍更廣,可以帶來更快的數據傳輸。

跟WIFI相比,藍牙的優勢主要體現在功耗及安全性上,相對WIFI最大50mA的功耗,藍牙最大20mA的功耗要小得多,但在傳輸速度與距離上的劣勢也較明顯,其最大傳輸速度與最遠傳輸距離分別為1Mbps及100m。

Zigbee

ZigBee又稱紫蜂協議,名字來源於蜜蜂的八字舞,是一種建立在IEEE802.15.4基礎上的短距離、低功耗無線通信協議。ZigBee協議牽動著全球物聯網行業的神經,深度影響著智能家居的發展。這一點毋容置疑。將市場領先的無線標準ZigBee統一為ZigBee3.0,宣布將在Thread網路架構上實現ZigBee的應用層協議

Zigbee的前身可以追溯到藍牙,二者的優勢都是低功耗傳輸,不過後者相對複雜,網絡節點較少,不適合多點布控,當智能產品超過一定數量時,就無法在同一區域網內實現互聯互通。且藍牙傳輸也相對較慢,平均耗時需要10秒左右;藍牙覆蓋範圍僅限10米,所以僅限客廳或臥室的小範圍內設備互聯互通。最近小米旗下綠米推出的家庭智能套裝就使用了Zigbee技術。

ZigBee是近幾年流行起來的智能家庭控制系統的通訊協議,性能總結起來主要有以下幾個方面:

1.數據速率比較低。在2.4GHz的頻段只有250Kb/S,除掉信道競爭應答和重傳等消耗,真正能被應用所利用的速率可能不足100Kb/s。因此不適合做視頻之類事情。

2.在可靠性方面。物理層採用了擴頻技術,能夠在一定程度上抵抗幹擾,MAC應用層(APS部分)有應答重傳功能。當ZigBee網絡受到外界幹擾,無法正常工作時,整個網絡可以動態的切換到另一個工作信道上。

3.能耗特性能耗特性是ZigBee的一個技術優勢。通常ZigBee節點所承載的應用數據速率都比較低。在不需要通信時,節點可以進入很低功耗的休眠狀態,此時能耗可能只有正常工作狀態下的千分之一。由於一般情況下,休眠時間佔總運行時間的大部分,有時正常工作的時間還不到百分之一,因此達到很高的節能效果。

4.組網特性。ZigBee大規模的組網能力——每個網絡65000個節點,而每個藍牙網絡只有8個節點,能夠給豐富的應用帶來有力的支持。

總之,藍牙、Wifi與ZigBee這三種無線傳輸技術依據各自在技術上的優勢,從而在物聯網的不同應用中發揮所長。三者之間的競爭關係是毋庸置疑的,有關未來誰將一統江山,或者說會出現第四種技術,說誰的定,不是麼?那麼,我們需要做的就是取其所長,滿足自己設計中的需求。

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【責任編輯:

武曉燕

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